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bildCrash-Kurs kybernetische Systemtheorie   -  Kybernologie   -  System Dynamics

Mit der Wortendung "-ik" verweise ich wie etwa bei "Technik" auf eine relative Indifferenz zwischen Gegenstand und Widerspiegelung, die ich durch die Wortendungen "-logie" in Kybernologie aufhebe. Als Kybernologie bezeichne ich im Sinne eines re-enrtys eine Lehre zur Kybernetik, die im Ausdruck Kybernetik mitgemeint ist.
 

Als Kybernetik bezeichne ich den spezifischen Teil der Technik, in welchem es um die artefaktischen Verfahren geht, die ich als Regelung von Mechanismen bezeichne. Kybernetik entwickelt Automaten und das dazu notwendige Knowhow, während Technik sich mit Herstellen überhaupt befasst.
Als Definition führt diese Formulierung "Technik" als Oberbegriff (Genus proximum) und die "Regelung" als Kriterium (Differentia specifica) ein. Was für Technik gilt, gilt auch für Kybernetik.

Im Kontext der Theorie sehe ich den Sinn der Kybernetik in der Entwicklung der Kybernologie, also in der Entwicklung des praktischen und begrifflichen Wissens darüber, wie die Regelung überhaupt funktioniert. Die Entwicklung von immer komplizierteren Mechanismen erlaubt

  • die praktische Lösung von technischen Problemen und
  • die Erklärung von immer komplexeren Phänomenen.
  • Beispiel

    Das Steuern eines Schiffes kann als Regelungsproblem aufgefasst werden. Der Steuermann (der griechisch Kybernetes heisst) reagiert mit seinene Anweisungen auf die Angaben über die Zielabweichungen, die er vom Lotsen bekommt.

    Ein anderes typisch kybernetisches System ist eine durch einen Thermostaten geregelte Heizung. Mit einem Thermostat vergleiche ich den Istwert eines Thermometers mit einem Sollwert, der als gewünschte Temperatur eingestellt wird. Abweichungen veranlassen die Heizung so zu reagieren, dass der Ist-Wert dem Soll-Wert angenähert wird.
     

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    bilddas technische Problem
     
     
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    bildeine qualitative Beschreibung

    Die Beschreibung der kybernetischen Mechanismen dient als Erklärung. Der Mechanismus, der die Heizung regelt, dient generell als Erklärung für geregelte Temperatur, also auch für die Regelung der Körpertemperatur im Tier, weshalb N. Wiener von welchem der Ausdruck Kybernetik stammt, im Untertitel seines Buches von einer "Regelung und Nachrichtenübertragung im Lebewesen und in der Maschine" gesprochen hat (Cybernetics or control and communication in the animal and the machine).

    Begriffsgeschichtlicher Hintergrund:

    An einer Macy-Konferenz einigete sich die damalige, von der us-amerikanischen Armee finanzierte Wissenschaftsgemeinschaft darauf, den wienerschen Ausdruck "Kybernetik" als Er-Satz für die explizite Umschreibung "zirkulär-kausale und Rückkoppelungsmechanismen in biologischen und sozialen Systemen" zu verwenden.

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    bildeine quantitative Beschreibung

    Ich kann nirgendwo Hinweise darauf finden, dass die Kybernetikgesellschaft den Übergang von Wissenschaft zu Engineering bewusst reflektierte. Dagegen wurden in diesem unreflektierten Sinn die "Vergeistigung" (sogenannte Kopfarbeit) wie sie von J. von Neumann in seinem grundlegenden Papier Firstdraft propagierte, zum Commonsense, worin die Kybernetik (und in der Folge auch die Informatik (siehe dazu H. Stach)) als eine geistigen Universalität gesehen wird, sozusagen als immaterielle Maschinenwelt, die bei R. Ashby als "Geisterhaus" erscheint.

    N. Wiener wählte den Ausdruck "Kybernetik" in wissenschaftshistorischer Anlehnung an das von C. Maxwell 1868 beschriebene Beispiel für Rückkoppelungsmechanismen, einen Fliehkraftregler, den C.Maxwell  Governor nannte, weil er im Prinzip einen Schiffssteuermann ersetzen konnte (Kybernetes ist das griechische Wort für Governor, Wiener,1963:39).  Governor seinerseits wurde bereits von A. Ampère im Sinne von Plato für die politische Steuerung verwendet. Bei Plato, der den Staat mit einem Schiff verglich, hiess der Steuermann Kybernetes (Ilgauds,1980,58f).

    Ein geflügeltes Wort sagt, dass Kybernetik nicht fragt, was dieses Ding ist, sondern wie es funktioniert (Ashby1974, S,15).
    Diese Differenz bezeichnet auch den technologisch wesentlichen Unterschied zwischen (Konstruktions-)Zeichnung und (Programm-)Beschreibung und bezieht sich darauf, dass Maschinen - deren Funktionsweise sich in der Zeit konstruktiv nicht indentiert verändert - durch statische Abbildungen wie Zeichnungen hinreichend charakerisiert werden können, während die Regelung nur sprachlich dargestellt werden kann. Konstruktionspläne zeigen, was das "Ding" ist. Automaten dagegen, deren Eigenzustände von deren Geschichte im Sinne vorangehender Eigenzustände abhängig sind, können durch Zeichnungen nicht hinreichend dargestellt werden. Sie müssen "sprachlich", etwa durch Programmiersprachen beschrieben werden.
    Kybernet-ik umfasst in diesem Sinn das Teilgebiet Informat-ik, das sich mit eigentlicher Programmierung befasst.

    Reflexiv verlangt die Kybernetik die Unterscheidung zwischen Funktion und Funktionsweise. Als Funktion hat N. Wiener Erkenntnisse zur Kommunikation und Kontrolle in Tier und Maschine bestimmt. Inhalt oder Gegenstand der Kybernetik ist die Konstruktion von Regelungskreisen und mithin Feedback in Systemen, die offen für Energie, aber geschlossen für Information, die also 'informationsdicht' sind (W. Ashby). Die Kybernetik fragt nicht: wie können wir etwas regeln?, sondern: wie regeln Systeme sich selbst?

    In einer sogenannten Verkehrskontrolle beispielsweise wird geprüft, ob Fahrzeuge den Vorschriften entsprechen, ob die Fahrzeuge die zuässige Höchstgeschwindigkeit einhalten und ob die Fahrzeuglenker nicht zu viel getrunken haben.
    Bestimmte Kontrollen können, andere müssen sogar mittels Kontrollgeräten durchgeführt werden. Ob alle Lampen eines Fahrzeuges funktionieren, sieht ein Polizist von Auge, aber wie hoch der Alkoholgehlt im Blut des Fahrzeuglenkers ist, muss mit einem Instrument kontrolliert werden.
    Bestimmte Kontrollen können vollautomatisiert werden. Die Geschwindigkeit von Fahrzeugen wird mit Radarkästen kontrolliert. Noch weitergehende Kontrollen sind beispielsweise Zutrittskontrollen, die selktiv unterscheiden, wer wo Zutritt hat. Dabei gibt es technologisch sehr verschiedene Applikationen.


     

    Anhang

    Synonyme:
    Systemtheorie, Automatik, Steuerungs- und Regelungstechnik; ein Teilgebiet der Kybernetik ist die mathematische Kommunikationstheorie.

    siehe auch: informationsdicht, kybernetisches Ziel, kybernetischer Lerner, kybernetische Simulation, System Dynamics

    Literatur, Links und Repräsentanten

    Problematische Formulierungen von Experten:

    "Kybernetik wurde als Begriff geprägt, um einen neuen Wissenschaftsbereich zu definieren. Unter einer einzigen Überschrift vereinigt er die Erforschung dessen, was im Zusammenhang mit dem Menschen manchmal etwas vage als Denken beschrieben wird und was auf technischem Gebiet als Steuerung und Kommunikation bekannt ist. Mit anderen Worten unternimmt die Kybernetik den Versuch, gemeinsame Elemente in der Funktionsweise automatischer Maschinen und des menschlichen Nervensystems aufzufinden und eine Theorie zu entwickeln, die den gesamten Bereich von Steuerung und Kommunikation in Maschinen und lebenden Organismen abdeckt." (N. Wiener, Cybernetics, in: (N. Wiener, futurum exaktum im Text (1948, S. 15)

    Das ist eine sehr umgangssprachliche Formulierung: ".. einen Begriff prägen, UM einen Wissenschaftsbereich zu definieren" oder " ..die Kybernetik (unternimmt) den Versuch ... eine Theorie zu entwickeln". Was wichtig ist, wird "mathematisch" gesagt, und wenn man in einer natürlichen Sprache spricht, spielt die Formulierung keine Rolle. Der andere weiss ohnehin, wie es gemeint ist.
    Viele ziemlich falsche Vorstellungen beruhen auf solchen unbedachten Formulierungen.

    Kybernetik kann man als Theorie verstehen, dann kann sie aber keinen Versuch unternehmen, eine Theorie zu entwickeln. Kybernetik, die einen solchen Versuch unternimmt, müsste ein Beobachter sein, der seine Theorie mit seinem eigenen Namen bezeichnet ...

    Kybernetik in Deutschland

    H. Greniewski, Kybernetik ohne Mathematik (Orig. aus Polen)

    Bateson schreibt, dass die Theorie der Evolution keine kausale, sondern eine kybernetische Theorie sei. Er erklärt, dass die "Wirkungen" der Evolution nicht das Ergebnis bestimmter Ursachen seien, sondern vielmehr durch einschränkende Bedingungen [constraints] herbeigeführt werden. von Ernst von Glasersfeld im Buch Wege des Wissens (1997) im Text Warum ich mich als Kybernetiker betrachte (S. 12)

    Norbert Wiener "the science of control and communication in the animal and the machine"

    "the science and art of understanding"... - Humberto Maturana

    Ernst von Glasersfeld "a way of thinking" "Cybernetics, as we all know, can be described in many ways. My cybernetics is neither mathematical nor formalized. The way I would describe it today is this: Cybernetics is the art of creating equilibrium in a world of possibilities and constraints."

    Humberto Maturana "I proposed the phrase "The Art and Science of Human Understanding" for cybernetics. Why? The person that guides the ship, the skipper, acts both on practical know-how and intuition. Thus, the skipper acts both as a scientist and as an artist. Understanding a system requires both intuition as a gestaltic grasping of the systemic coherences of the system under consideration, and the seeing of the structural (causal) coherences of the locality where the observer stands. Understanding further involves relating these two different operational perspectives in a manner that, although not deductive, shows the dynamic connectedness of any part of the system to the dynamic totality that the system is. So, to the extent that cybernetics has to do with the handling of systems, as well as with explaining them scientifically as they arise in our understanding as observers, I call cybernetics the art and science of understanding."

    Warren McCulloch "...[M]ost people have heard of cybernetics from Norbert Wiener or his followers. Narrowly defined it is but the art of the helmsman, to hold a course by swinging the rudder so as to offset any deviation from that course. For this the helmsman must be so informed of the consequences of his previous acts that he corrects them - communication engineers call this 'negative feedback' - for the output of the helmsman decreases the input to the helmsman. The intrinsic governance of nervous activity, our reflexes, and our appetites exemplify this process. In all of them, as in the steering of the ship, what must return is not energy but information. Hence, in an extended sense, cybernetics may be said to include the timeliest applications of the quantitative theory of information." Embodiments of Mind, p. 158


    [Joachim Paul]
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